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MOS管和IGBT管有什么區(qū)別?

發(fā)布時間:2022-05-27作者來源:薩科微瀏覽:3175


在電路設計中,MOS管IGBT管會經(jīng)常出現(xiàn),它們都可以作為開關(guān)元件來使用,MOS管IGBT管在外形及特性參數(shù)也比較相似,那為什么有些電路用MOS管?而有些電路用IGBT管?


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下面我們就來了解一下,MOS管IGBT管到底有什么區(qū)別吧!




 什么是MOS管?





場效應管主要有兩種類型,分別是結(jié)型場效應管(JFET)和絕緣柵場效應管(MOS管)。

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MOS管即MOSFET,中文全稱是金屬-氧化物半導體場效應晶體管,由于這種場效應管的柵極被絕緣層隔離,所以又叫絕緣柵場效應管。

MOSFET又可分為N溝耗盡型和增強型;P溝耗盡型和增強型四大類。

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▲ MOSFET種類與電路符號


有的MOSFET內(nèi)部會有個二極管,這是體二極管,或者叫寄生二極管、續(xù)流二極管。

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關(guān)于寄生二極管的作用,有兩種解釋:
1、MOSFET的寄生二極管,作用是防止VDD過壓的情況下,燒壞MOS管,因為在過壓對MOS管造成破壞之前,二極管先反向擊穿,將大電流直接到地,從而避免MOS管被燒壞。

2、防止MOS管的源極和漏極反接時燒壞MOS管,也可以在電路有反向感生電壓時,為反向感生電壓提供通路,避免反向感生電壓擊穿MOS管。

MOSFET具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、熱穩(wěn)定性好、電壓控制電流等特性,在電路中,可以用作放大器、電子開關(guān)等用途。




 什么是IGBT?





IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor),絕緣柵雙極型晶體管,是由晶體三極管MOS管組成的復合型半導體器件。

IGBT作為新型電子半導體器件,具有輸入阻抗高,電壓控制功耗低,控制電路簡單,耐高壓,承受電流大等特性,在各種電子電路中獲得極廣泛的應用。


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IGBT的電路符號至今并未統(tǒng)一,畫原理圖時一般是借用三極管MOS管的符號,這時可以從原理圖上標注的型號來判斷是IGBT還是MOS管。

同時還要注意IGBT有沒有體二極管,圖上沒有標出并不表示一定沒有,除非官方資料有特別說明,否則這個二極管都是存在的。


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IGBT內(nèi)部的體二極管并非寄生的,而是為了保護IGBT脆弱的反向耐壓而特別設置的,又稱為FWD(續(xù)流二極管)。

判斷IGBT內(nèi)部是否有體二極管也并不困難,可以用萬用表測量IGBT的C極和E極,如果IGBT是好的,C、E兩極測得電阻值無窮大,則說明IGBT沒有體二極管。

IGBT非常適合應用于如交流電機、變頻器、開關(guān)電源、照明電路、牽引傳動等領域。




MOS管IGBT的結(jié)構(gòu)特點





MOS管IGBT管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示。


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IGBT是通過在MOSFET的漏極上追加層而構(gòu)成的。

IGBT的理想等效電路如下圖所示,IGBT實際就是MOSFET和晶體管三極管的組合,MOSFET存在導通電阻高的缺點,但IGBT克服了這一缺點,在高壓時IGBT仍具有較低的導通電阻。

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另外,相似功率容量的IGBT和MOSFET,IGBT的速度可能會慢于MOSFET,因為IGBT存在關(guān)斷拖尾時間,由于IGBT關(guān)斷拖尾時間長,死區(qū)時間也要加長,從而會影響開關(guān)頻率。




 選擇MOS管還是IGBT?





在電路中,選用MOS管作為功率開關(guān)管還是選擇IGBT管,這是工程師常遇到的問題,如果從系統(tǒng)的電壓、電流、切換功率等因素作為考慮,可以總結(jié)出以下幾點:


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也可從下圖看出兩者使用的條件,陰影部分區(qū)域表示MOSFET和IGBT都可以選用,“?”表示當前工藝還無法達到的水平。

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總的來說,MOSFET優(yōu)點是高頻特性好,可以工作頻率可以達到幾百kHz、上MHz,缺點是導通電阻大在高壓大電流場合功耗較大;而IGBT在低頻及較大功率場合下表現(xiàn)卓越,其導通電阻小,耐壓高。

MOSFET應用于開關(guān)電源、鎮(zhèn)流器、高頻感應加熱、高頻逆變焊機、通信電源等等高頻電源領域;IGBT集中應用于焊機、逆變器、變頻器、電鍍電解電源、超音頻感應加熱等領域。

參考資料:
https://wenku.baidu.com/view/56c5322e0722192e4536f6d9.html?sxts=1583479105292
http://www.elecfans.com/d/988051.html
https://wenku.baidu.com/view/572f952158fafab069dc0285.html?sxts=1583479109065


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